SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL
STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI MINYAK
JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn)
TESIS
OLEH
ROSPITA BR SEMBIRING
087006023/KIM
PROGRAM MAGISTER ILMU KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010
SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL
STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI MINYAK
JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn)
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Kimia pada Program Pascasarjana
Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara
Oleh
ROSPITA BR SEMBIRING
087006023/KIM
PROGRAM MAGISTER ILMU KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010
PENGESAHAN TESIS
Judul Tesis
: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN
NATRIUM POLIOL STEARAT CAMPURAN
YANG DITURUNKAN DARI MINYAK JARAK
PAGAR (Jatropa curcas Linn)
Nama Mahasiswa
:Rospita Br Sembiring
Nomor Induk Mahasiswa
:087006023
Program Studi
:Magister Kimia
Fakultas :Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Menyetujui
Komisi Pembimbing
( Prof. Dr.Tonel Barus )
( Dr. Mimpin Ginting, MS )
Ketua
Anggota
Ketua Program Studi, Dekan, FMIPA USU
(Prof. Basuki Wirjosentono, MS, PhD) ( Prof.Dr.Eddy Marlianto, MSc )
PERNYATAAN ORISINALITAS
SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL
STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI MINYAK
JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn)
TESIS
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, Mei 2010
( Rospita Br Sembiring ) NIM 087006023
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini:Nama : Rospita Br Sembiring
NIM : 087006023
Program Studi : Magister Kimia Jenis Karya Ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas tesis saya yang berjudul:
SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn)
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan,mengalih media, memformat,mengelola dalam bentuk data-base,merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, Mei 2010
Telah diuji pada Tanggal : 18 Mei 2010
____________________________________________________________________
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Tonel Barus Anggota : 1. Dr. Mimpin Ginting, MS
2. Prof. Dr. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D 3. Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, M. Phil 4. Prof. Dr.Yunazar Manjang
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama lengkap berikut gelar : Rospita Br Sembiring, S.Si Tempat dan Tanggal Lahir : Kabanjahe, 01 juni 1971
Alamat Rumah : Jl. Jamin Ginting Gg.Brahmana Kabanjahe
HP : 08126313110
Instantsi Tempat bekerja : SMA Negeri 2 Kabanjahe Alamat Kantor : Jl. Jamin Ginting Kabanjahe
Telepon : 0628 20412
DATA PENDIDIKAN
SD : Negeri 040546 Kinangkung Tamat : 1984
SMP : Negeri 8 Medan Tamat : 1987
SMA : Swasta Immanuel Medan Tamat : 1990
Strata-1 : FMIPA USU Tamat : 1995
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas segala berkat dan karunia yang dilimpahkanNya sehingga tesis ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya.
Terima kasih yang sebesar-besarnya penulis ucapkan kepada Pemerintah Propinsi Sumatera Utara c.q.BAPPEDA Propinsi Sumatera Utara dan Pemerintah Kabupaten Karo yang telah memberikan bantuan biaya dan Surat Ijin Belajar sehingga meringankan beban kami selama perkuliahan dan dalam proses penyelesaian tesis ini.
Dengan selesainya tesis ini,perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : Rektor Universitas Sumatera Utara, Direktur Sekolah Pascasarjana Prof. Dr. Ir. T.Chairun Nisa B,MSc dan Ketua Program Studi Prof. Basuki Wirjosentono,MS, Ph.D dan sekretaris Program Studi Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc, M.Phil atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi Mahasiswa Program Magister pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
Terimakasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Tonel Barus selaku pembimbing utama dan Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS selaku anggota komisi pembimbing yang setiap
saat dengan penuh perhatian memberikan bimbingan,motivasi dan saran kepada penulis.
2. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar,MSc.,M.Phil dan Prof.Dr. Jamaran Kaban, MSc serta Bapak Prof. Dr. Yunazar Manjang, selaku penguji yang banyak memberikan masukan dan saran dalam penyelesaian tesis ini.
3. Bapak Drs. Adil Ginting, MSc selaku kepala Laboratorium Kimia Organik serta asisten (Aspriadi, Robyanto, Yemima dkk) di Laboratorium Kimia Organik yang telah banyak membantu dan memeberikan kemudahan selama penulis melakukan penelitian.
4. Bapak dan Ibu Dosen beserta Staff Pegawai Sekolah Pascasarjana Ilmu Kimia Universitas Sumatera Utara
5. Suami saya tercinta Raidi Barus, SPd yang selalu setia mendampingi dan membantu saya serta memberi dorongan semangat selama perkuliahan dan dalam penyusunan tesis ini.
6. Ibunda saya tercinta Ngendep Br Tarigan,ayahanda tercinta Alm Mudun Sembiring, abang saya Drs. Nanit Sembiring, Apt,MM, Drs. Penoh Sembiring dan kakanda saya Warista Br Sembiring yang selalu memberikan dorongan dan semangat kepada penulis.
7. Bapak Kepala Dinas Pendidikan Nasional Kabupaten Karo, Drs.Seruan Sembiring, Msi, dan Bapak Kepala SMA Negeri 2 Kabanjahe, Drs.Tomi Jaya yang telah memberikan rekomendasi dan dorongan kepada penulis untuk mengikuti Program Megister Ilmu Kimia di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan.
8. Rekan-rekan guru SMA Negeri 2 Kabanjahe yang telah banyak memberikan dorongan bagi penulis.
9. Teman-teman angkatan 2008 Sekolah Pascasarjana Ilmu Kimia yang telah banyak memberikan bantuan pada penulis.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih kurang sempurna,oleh karena itu,penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini. Akhirnya semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi penelitian bagi pengetahuan untuk kemajuan nusa dan bangsa.
Rospita Br Sembiring
SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL
STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI
MINYAK JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn)
ABSTRAK
Pembuatan sabun natrium poliol stearat campuran dapat diperoleh melalui epoksidasi terhadap minyak jarak pagar menggunakan asam ferformat, disertai hidrolisis yang dilanjutkan dengan safonifikasi menggunakan NaOH. Minyak jarak pagar hasil ekstraksi dari biji jarak pagar yang kaya akan kandungan asam lemak tak jenuh C18:1,C18:2 dan C18:3 melalui epoksidasi dengan asam ferformat pada suhu 40-45oC dilanjutkan hidrólisis menghasilkan senyawa poliol stearat campuran dari minyak jarak pagar. Hasil epoksidasi dikarakterisasai dengan menggunakan spektroskopi FT-IR, penentuan bilangan hidroksi dan bilangan iodin. Senyawa sabun natrium poliol stearat campuran yang dihasilkan melalui reaksi penyabunan antara senyawa poliol minyak jarak pagar dengan NaOH pada kondisi refluks juga dikarakterisasi dengan spektroskopi FT-IR dilanjutkan uji kekuatan busa, stabilitas busa dan tegangan permukaan yang juga dibandingkan dengan sabun natrium stearat maupun sabun natrium asam lemak dari minyak jarak pagar. Tegangan permukaan sabun natrium poliol stearat campuran dari minyak jarak pagar diperoleh sebesar 34,14 dyne/cm dengan titik konsentrasi misel kritis (CMC) sebesar 0,1% sedangkan sabun natrium asam lemak dari minyak jarak pagar diperoleh sebesar 39,62 dyne/cm dengan konsentrasi misel kritis (CMC) sebesar 0,06%.
Kata Kunci : epoksidasi, hidrolisis, safonifikasi,minyak jarak pagar, senyawa
poliol campuran, sabun natrium poliol stearat campuran.
SYNTESIS AND CHARACTERISATION OF MIXED SODIUM
POLIOL STEARATE SOAP PRODUCED FROM JATROPA OIL
ABSTRACT
The making of sodium polyol stearic soap mixture can be obtained by jatropa oil epoxidation using ferformic followed with hydrolisis then continued with safonification by NaOH. Jatropa oil,s extract from jatropa wich is rich with fatty acids C18:1, C18:2, C18:3 trough epoxidation with ferformic at 40-45oC and followed by
hydrolsis produced polyol stearic mixture component from jatropa oil. Epoxidation result characterized with FT-IR spectroscopy , hidroxy value and iodin value determination. Sodium polyol stearic mixture component which is produced from safonification reaction between jatropa oil polyol with NaOH using of reflux condition also characterized with FT-IR spectroscopy followed foam strength,foam stabilitation, surface tension wich is also compare with sodium stearic soap and sodium stearic soap from jatropa oil. Sodium polyol stearic mixture soap,s surface tension from jatropa oil is 34,14 dyne/cm with crisis miselle concentration 0,1%. Meanwhile, fatty acids sodium soap from jatropa oil is at 39,62 dyne/cm with crisis miselle at 0,06%.
Key words : epoxidation, hydrolisis ,safonification, jatropa oil, polyol stearic mixture
component, sodium polyol stearic mixture component.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR vii
ABSTRAK ix
ABSTRACT x
DAFTAR ISI xi
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR GAMBAR xv
DAFTAR LAMPIRAN xvi
BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Permasalahan 3 1.3. Tujuan Penelitian 3 1.4 Manfaat Penelitian 3 1.5 Metodologi Penelitian 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 Deskripsi tanaman jarak 5
2.2 Minyak Jarak 6
2.2.1 Komposisi Kimia Jarak 6 2.2.2 Sifat Fisika dan Kimia Minyak Jarak 6 2.3 Oleokimia 8
2.4 Epoksida 10
2.5 Surfaktan 12
BAB III METODE PENELITIAN 15
3.1 Lokasi Penelitian 15
3.2 Alat-alat 15
3.3 Bahan-bahan 16
3.4 Prosedur Penelitian 17
3.4.1 Pembuatan Reagen dan Standarisasi 17 3.4.1.1 Pembuatan Larutan HCl 0,5 N 17 3.4.1.2 Pembuatan Larutan KOH-Alkohol 0,5 N 17 3.4.1.3 Pembuatan Larutan KOH 0,1 N 17 3.4.1.4 Pembuatan Larutan KOH 0,2 N 17 3.4.1.5 Pembuatan Larutan H2C2O4 0,1 N 18 3.4.1.6 Pembuatan Larutan Indikator Phenolptalein 18 3.4.1.7 Pembuatan Alkohol Netral 18 3.4.1.8 Pembuatan Larutan KI 10% 18 3.4.1.9 Pembuatan Larutan Na2S2O3 0,1 N 18 . 3.4.1.10 Pembuatan Larutan Indikator Amilum 18 3.4.1.11 Pembuatan Reagen Asetilasi 19 3.4.1.12 Pembuatan Larutan KOH 0,5 N 19 3.4.1.13 Pembuatan Larutan Indikator BTB 19 3.4.2 Ekstraksi Minyak Jarak dari Biji Jarak Pagar
(Jatropa Curcas Linn) 19
3.4.3 Pembuatan Poliol Campuran dan Minyak
Jarak (Jatropa Curcas Linn) 19
3.4.4 Pembuatan Sabun Natrium Hidroksi Stearat Campuran 20
3.4.5 Prosedur Analitis 20
3.4.5.1 Analisis Bilangan Iodin 20
3.4.5.2 Analisis Bilangan Hidroksi 21
3.4.5.3 Analisis Bilangan Asam 22
3.4.5.4 Uji Kekuatan dan Stabilitas Busa 22 3.4.5.5 Penentuan Tegangan Permukaan 23
3.5 Bagan Penelitian 24
3.5.1 Ekstraksi Minyak Jarak dari Biji Jarak Pagar 24 xii
3.5.2 Pembuatan Senyawa Polihidroksi Minyak Jarak Pagar 25 3.5.3 Pembuatan Sabun Natrium Hidroksi Stearat Campuran 26
3.5.4 Penentuan Bilangan Iodin 27
3.5.5 Penentuan Bilangan Hidroksi 28
3.5.6 Penentuan Bilangan Asam 29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 30
4.1 Hasil 30
4.1.1 Pembuatan minyak jarak pagar dari biji jarak pagar
(Jatropa curcas Linn) 30
4.1.2 Pembuatan poliol dari minyak jarak pagar 31 4.1.3 Pembuatan sabun natrium poliol sterat campuran 31
4.2 Pembahasan 34
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 44
5.1 Kesimpulan 44
5.2 Saran 45
DAFTAR PUSTAKA 46
LAMPIRAN L-1
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
Judul Halaman
2.1 Komposisi Asam Lemak dari Minyak Jarak Pagar 6
2.2 Sifat Fisik dari Minyak Jarak Pagar 8
2.3 Diagram Alur Oleokimia 10
4.1 Komposisi Metil Ester Asam Lemak dari Minyak Jarak
Pagar 30
4.2 Data Hasil Uji Kekuatan dan Stabilitas Busa Sabun Natrium Poliol Stearat Campuran dari Minyak Jarak Pagar
32
4.3 Data Hasil Uji Kekuatan dan Stabilitas Busa Sabun
Natrium Asam Lemak dari Minyak Jarak Pagar 32 4.4 Data Hasil Uji Kekuatan dan Stabilitas Busa Sabun
Natrium Stearat 33
4.5 Data Hasil Penentuan Tegangan Permukaan (y) Sabun Natrium Poliol Stearat Campuran dari Minyak Jarak Pagar
33
4.6 Data Hasil Penentuan Tegangan Permukaan (y) Sabun
Natrium Asam Lemak dari Minyak Jarak Pagar 34
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar
Judul Halaman
4.1 Reaksi Epoksidasi dan Hidrolisis dari Minyak Jarak Paagar
36
4.2 Reaksi Penyabunan Terhadap Senyawa Poliol Stearat Campuran
38
4.3 Grafik Hasil Uji Kekuatan Busa Dari Sabun Natrium Poliol Stearat Campuran Dan Sabun Natrium Asam Lemak Dari Minyak Jarak Pagar Serta Sabun Natrium Stearat
40
4.4 Grafik Hasil Uji Stabilitas Busa Dari Sabun Natrium Poliol Stearat Campuran Dan Sabun Natrium Asam Lemak Dari Minyak Jarak Pagar serta Sabun Natrium Stearat.
41
4.5 Grafik Hasil Uji Tegangan Permukaan Sabun Natrium Poliol Stearat Campuran Dari Minyak Jarak Pagar.
42
4.6 Grafik Hasil Uji Tegangan Permukaan Sabun Natrium Asam Lemak dari Minyak Jarak Pagar.
43
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran
Judul Halaman
1 Spektrum Kromatografi Gas dari Minyak Jarak Pagar L-1
2 Data Penentuan Bilangan Iodin L-2
3 Data Penentuan Bilangan Hidroksi L-3
4 Spektrum FT-IR Minyak Jarak Pagar L-4
5 Spektrum FT-IR Senyawa Poliol Minyak Jarak Pagar L-5 6 Spektrum FT-IR Sabun Natrium Poliol Stearat
Campuran
L-6
7 Data penentuan Bilangan asam L-7
